可回收预应力锚索施工技术

通过可回收锚索在工程施工中的应用,在地下建筑工程使用可回收锚索中,可大幅降低工程成本,提高施工速度,并减少施工中遗留锚索造成地下环境污染等现象,值得推广应用。

1 可回收锚索的构造与参数

可回收锚索属于压力型锚索,其构造与普通锚索基本相同,分为锚固段、张拉段和锚头三部分,其回收原理是把回收关键锚索抽出后,在固定座的中心处产生空隙,使其它钢绞线可拔出回收,这也是与普通锚索最大的区别。可回收锚索(4束锚索)构造如图1。可回收锚索的钢绞线可分成3～6束,各束以圆心为对称点均匀分布,其锚固段长度约为2.5m,比传统预应力锚索的锚固段长度减小约4倍,锚索根据工程设计计算需要可选择f 12.7×4～f 15.2×7,根据其截面面积的不同,其容许荷载为357.6～1017.3kN,钻孔孔径为150mm。钢绞线回收后可重复用于下一工程

2 可回收锚索特点

可回收锚索的施工步骤为:钻孔→插入锚索体→注入水泥浆→张拉→锚固。其施工吸取了其它锚索的技术优点,结构合理可靠,施工简便。钢绞线在承载体端部处于压接状态,在套管内处于自由状态。锚固段水泥浆体内的压应变峰值出现在临近承载体处,随着离承载体距离的增大,压应变值急剧衰减,其分布区间约在2.5m范围内,因此其锚固长度短于普通型锚索。使用专用千斤顶回收钢绞线,安全快速、工人劳动强度低、易回收、回收率高,被回收的钢绞线能重复使用2~3次,因此能充分利用资源,具有高效环保的优点。

3 锚索回收

锚索施工较为简单,先把中心的钢绞线用千斤顶拔出,然后用千斤顶相继对周围的钢绞线进行加载,使之脱离固定台座,即可回收。一般采用压力为20t的千斤顶便可进行回收施工,而回收与预加应力采用同一组千斤顶,施工设备投入较为合理经济。锚索回收设备及安装如图2所示。

锚索回收施工程序如下:①装上支架、穿心式油压千斤顶、回收夹具及夹片等,中心处回收关键锚索不安装夹片;②完成安装后开启千斤顶加载,使锚头有松动及约有2～3mm的浮起,然后卸载;③在支架上安装锚头夹片的回收垫片,重复步骤①后开启千斤顶加载,使锚头处的夹片脱落,千斤顶卸载,取走锚头,中心处回收关键锚索须安装夹片,同时须进行锚头夹片防止飞出的防护工作;④将支架取走,安装千斤顶及对中心关键回收锚索安装夹具及夹片,启动千斤顶加载,将中心关键回收锚索拔出;⑤中心关键回收锚索拔出后,安装千斤顶及对周边对称的2根锚索安装夹具及夹片,千斤顶加载,将其拔出;⑥重复步骤⑤,直至将所有锚索拔出;⑦对拔出的锚索进行详细检查,如再利用的则须妥善保管,便于下次施工中使用。

4 锚索保护

工程结构及构件使用寿命取决于腐蚀、疲劳、磨损这3个因素,对于锚索而言关键为腐蚀,主要为电化学反应引起。可回收锚索在设计上充分考虑了这一因素,即在套管内注入特定的防护液体,但露出部分如锚头及锚索在一段时间后也会出现锈蚀或现象,一旦形成则不但影响锚索的回收,还会影响锚索的重复使用,不利于项目成本控制,而且在基坑开挖中如缺乏对锚索的保护,则会造成锚索损伤,同时由于施工中质量控制不足,造成部分套管外露,雨水易从锚头与套管间的空隙渗透入套管内。为确保锚索的防腐蚀性能,锚索外露部分应涂刷油漆加以保护。

5 可回收锚索的回收施工要点

可回收锚索能否按预期目标顺利完成,在整改施工过程中,其主要技术要点有以下方面:

⑴在锚索施工中,钻孔后的孔洞清洗须注意,确保孔内不能存在泥浆,特别在泥土中的施工。

⑵回填注浆施工是关键工序,主要是水泥浆液绝不能漏入锚索保护套内,否则会造成锚索固结,影响锚索的顺利回收。

⑶锚索施工后必须采取严格的保护措施,否则会影响锚索的回收及其重复利用。

⑷根据锚索设计使用的束数,其锚头垫块、锚头、回收夹具与穿心式油压千斤顶必须相互配套。

⑸锚索夹片在设计上须考虑回收时的拔出施工要求,即在端部须留有凹槽及回收使用的锁件。

可回收锚索的成功应用,是我国锚索加固技术的又一突破,虽然成功对锚索进行回收,但其锚固段仍留存在岩土中,这是可回收锚索存在的缺陷。随着科学技术不断发展,笔者坚信在不久的将来可研究出可回收锚杆,并解决可回收锚索(杆)的现有缺陷,实现全回收锚索(杆),这也是程技术人员努力和奋斗的目标。